准二维碲中的巨热机械带隙调控
光学
2023-02-15 v1
摘要
二维（2D）材料中由机械应变引起的带隙调制由于基底滑移和应变传递不良而局限于易失且狭窄的调制。我们报道了在热压合成过程中通过非易失应变诱导对准二维碲纳米片（TeNFs）本征带隙的热机械调制。我们利用 TeNFs 与生长基底之间热膨胀系数（CTE）的不匹配，在热弛豫（623 至 300K）期间保持高压强制无滑移条件，从而在 TeNFs/蓝宝石中实现 -4.6% 的最优双轴压缩应变。这导致了 2.3 eV 的巨大带隙调制，速率高达约 600 meV/%，是已报道调制速率的两倍。应变 TeNFs 显示出稳健的带间辐射激子蓝光电致发光，本征量子效率（IQE）约为 79.9%，使其在节能蓝色 LED 和纳米激光器中具有前景。计算研究表明，双轴压缩应变通过规避范霍夫奇点抑制激子-激子湮灭，从而促进辐射复合。这种非易失应变实现的带隙调制可扩展到其他二维半导体，用于按需纳米（光）电子学。
引用
@article{arxiv.2302.06797,
title = {Giant Thermomechanical Bandgap Engineering in Quasi-two-dimensional Tellurium},
author = {Naveed Hussain and Shehzad Ahmed and Hüseyin U. Tep and Kaleem Ullah and Khurram Shahzad and Hui Wu and Maxim R. Shcherbakov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.06797},
year = {2023}
}